JSON的使用场景及注意事项介绍

上篇咱们讲解了JSON的诞生缘由是由于XML整合到HTML中各个浏览器实现的细节不尽相同，因此道格拉斯·克罗克福特（Douglas Crockford） 和 奇普·莫宁斯达（Chip Morningstar）一块儿从JS的数据类型中提取了一个子集，做为新的数据交换格式，由于主流的浏览器使用了通用的JavaScript引擎组件，因此在解析这种新数据格式时就不存在兼容性问题，因而他们将这种数据格式命名为 “JavaScript Object Notation”，缩写为 JSON，由此JSON便诞生了！

今天咱们来学习一下JSON的结构形式、数据类型、使用场景以及注意事项吧！

1、JSON格式

上面咱们知道JSON是从JavaScript的数据类型中提取出来的子集，那JSON有几种结构形式呢？又有哪些数据类型呢？他们又分别对应着JavaScript中的哪些数据类型呢？

1.JSON的2种结构形式

一、键值对形式

上期咱们举了一个JSON的实例，就是键值对形式的，以下：

{
  "person": {
    "name": "pig",
    "age": "18",
    "sex": "man",
    "hometown": {
      "province": "江西省",
      "city": "抚州市",
      "county": "崇仁县"
    }
  }
}

这种结构的JSON数据规则是：一个无序的“‘名称/值’对”集合。一个对象以 {左括号 开始， }右括号 结束。每一个“名称”后跟一个 :冒号 ；“‘名称/值’ 对”之间使用 ,逗号 分隔，。

二、数组形式
由于大多数时候你们用的JSON可能都是上面那种key-value形式，因此不少人在讲解JSON的时候老是会忽略数组形式，这一点是须要注意的。

那JSON的数组形式是怎么样的呢？猪哥也举一个实例吧！

["pig", 18, "man", "江西省抚州市崇仁县"]

数组形式的JSON数据就是值（value）的有序集合。一个数组以 [左中括号 开始， ]右中括号 结束。值之间使用 ,逗号 分隔。

2.JOSN的6种数据类型

上面两种JSON形式内部都是包含value的，那JSON的value到底有哪些类型，并且上期咱们说JSON其实就是从Js数据格式中提取了一个子集，那具体有哪几种数据类型呢？

1. string：字符串，必需要用双引号引发来。
2. number：数值，与JavaScript的number一致，整数（不使用小数点或指数计数法）最多为 15 位。小数的最大位数是 17。
3. object：JavaScript的对象形式，{ key:value }表示方式，可嵌套。
4. array：数组，JavaScript的Array表示方式[ value ]，可嵌套。
5. true/false：布尔类型，JavaScript的boolean类型。
6. null：空值，JavaScript的null。

以上数据形式图片来源JSON官方文档：http://www.json.org/json-zh.html

2、JSON使用场景

介绍完JSON的数据格式，那咱们来看看JSON在企业中使用的比较多的场景。

1.接口返回数据

JSON用的最多的地方莫过于Web了，如今的数据接口基本上都是返回的JSON，具体细化的场景有：

1. Ajxa异步访问数据
2. RPC远程调用
3. 先后端分离后端返回的数据
4. 开放API，如百度、高德等一些开放接口
5. 企业间合做接口

这种API接口通常都会提供一个接口文档，说明接口的入参、出参等，

通常的接口返回数据都会封装成JSON格式，好比相似下面这种

{
    "code": 1,
    "msg": "success",
    "data": {
        "name": "pig",
        "age": "18",
        "sex": "man",
        "hometown": {
            "province": "江西省",
            "city": "抚州市",
            "county": "崇仁县"
        }
    }
}

2.序列化

程序在运行时全部的变量都是保存在内存当中的，若是出现程序重启或者机器宕机的状况，那这些数据就丢失了。通常状况运行时变量并非那么重要丢了就丢了，但有些内存中的数据是须要保存起来供下次程序或者其余程序使用。

保存内存中的数据要么保存在数据库，要么保存直接到文件中，而将内存中的数据变成可保存或可传输的数据的过程叫作序列化，在Python中叫pickling，在其余语言中也被称之为serialization，marshalling，flattening等等，都是一个意思。

正常的序列化是将编程语言中的对象直接转成可保存或可传输的，这样会保存对象的类型信息，而JSON序列化则不会保留对象类型！

为了让你们更直观的感觉区别，猪哥用代码作一个测试，你们一目了然

1. Python对象直接序列化会保存class信息，下次使用loads加载到内存时直接变成Python对象。
2. JSON对象序列化只保存属性数据，不保留class信息，下次使用loads加载到内存能够直接转成dict对象，固然也能够转为Person对象，可是须要写辅助方法。

对于JSON序列化不能保存class信息的特色，那JSON序列化还有什么用？答案是固然游有用，对于不一样编程语言序列化读取有用，好比：我用Python爬取数据而后转成对象，如今我须要将它序列化磁盘，而后使用Java语言读取这份数据，这个时候因为跨语言数据类型不一样，因此就须要用到JSON序列化。

存在即合理，两种序列化可根据需求自行选择！

3.生成Token

首先声明Token的形式多种多样，有JSON、字符串、数字等等，只要能知足需求便可，没有规定用哪一种形式。

JSON格式的Token最有表明性的莫过于JWT（JSON Web Tokens）。

随着技术的发展，分布式web应用的普及，经过Session管理用户登陆状态成本愈来愈高，所以慢慢发展成为Token的方式作登陆身份校验，而后经过Token去取Redis中的缓存的用户信息，随着以后JWT的出现，校验方式更加简单便捷化，无需经过Redis缓存，而是直接根据Token取出保存的用户信息，以及对Token可用性校验，单点登陆更为简单。

猪哥也曾经使用JWT作过app的登陆系统，大概的流程就是：

1. 用户输入用户名密码
2. app请求登陆中心验证用户名密码
3. 若是验证经过则生成一个Token，其中Token中包含：用户的uid、Token过时时间、过时延期时间等，而后返回给app
4. app得到Token，保存在cookie中，下次请求其余服务则带上
5. 其余服务获取到Token以后调用登陆中心接口验证
6. 验证经过则响应

JWT登陆认证有哪些优点：

1. 性能好：服务器不须要保存大量的session
2. 单点登陆（登陆一个应用，同一个企业的其余应用均可以访问）：使用JWT作一个登陆中心基本搞定，很容易实现。
3. 兼容性好：支持移动设备，支持跨程序调用，Cookie 是不容许垮域访问的，而 Token 则不存在这个问题。
4. 安全性好：由于有签名，因此JWT能够防止被篡改。

更多JWT相关知识自行在网上学习，本文不过多介绍！

4.配置文件

说实话JSON做为配置文件使用场景并很少，最具表明性的就是npm的package.json包管理配置文件了，下面就是一个npm的package.json配置文件内容。

{
  "name": "server",       //项目名称
  "version": "0.0.0",
  "private": true,
  "main": "server.js",   //项目入口地址，即执行npm后会执行的项目
  "scripts": {
    "start": "node ./bin/www"  ///scripts指定了运行脚本命令的npm命令行缩写
  },
  "dependencies": {
    "cookie-parser": "~1.4.3",  //指定项目开发所需的模块
    "debug": "~2.6.9",
    "express": "~4.16.0",
    "http-errors": "~1.6.2",
    "jade": "~1.11.0",
    "morgan": "~1.9.0"
  }
}

但其实JSON并不合适作配置文件，由于它不能写注释、做为配置文件的可读性差等缘由。

配置文件的格式有不少种如：toml、yaml、xml、ini等，目前不少地方开始使用yaml做为配置文件。

3、JSON在Python中的使用

最后咱们来看看Python中操做JSON的方法有哪些，在Python中操做JSON时须要引入json标准库。

import json

1.类型转换

一、Python类型转JSON：json.dump()

# 一、Python的dict类型转JSON
person_dict = {'name': 'pig', 'age': 18, 'sex': 'man', 'hometown': '江西抚州'}
# indent参数为缩进空格数
person_dict_json = json.dumps(person_dict, indent=4)
print(person_dict_json, '\n')

# 二、Python的列表类型转JSON
person_list = ['pig', 18, 'man', '江西抚州']
person_list_json = json.dumps(person_list)
print(person_list_json, '\n')

# 三、Python的对象类型转JSON
person_obj = Person('pig', 18, 'man', '江西抚州')
# 中间的匿名函数是得到对象全部属性的字典形式
person_obj_json = json.dumps(person_obj, default=lambda obj: obj.__dict__, indent=4)
print(person_obj_json, '\n')

执行结果：

二、JSON转Python类型：json.loads()

# 四、JSON转Python的dict类型
person_json = '{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西抚州"}'
person_json_dict = json.loads(person_json)
print(type(person_json_dict), '\n')

# 五、JSON转Python的列表类型
person_json2 = '["pig", 18, "man", "江西抚州"]'
person_json_list = json.loads(person_json2)
print(type(person_json_list), '\n')

# 六、JSON转Python的自定义对象类型
person_json = '{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西抚州"}'
# object_hook参数是将dict对象转成自定义对象
person_json_obj = json.loads(person_json, object_hook=lambda d: Person(d['name'], d['age'], d['sex'], d['hometown']))
print(type(person_json_obj), '\n')

执行结果以下：

2.对应的数据类型

上面咱们演示了Python类型与JSON的相互转换，最开始的时候咱们讲过JSON有6种数据类型，那这6种数据类型分别对应Python中的哪些数据类型呢？

3.须要注意的点

1. JSON的键名和字符串都必须使用双引号引发来，而Python中单引号也能够表示为字符串，因此这是个比较容易犯的错误！
2. Python类型与JSON相互转换的时候究竟是用load/dump仍是用loads\dumps？他们之间有什么区别？何时该加s何时不应加s？这个咱们能够经过查看源码找到答案：不加s的方法入参多了一个fp表示filepath，最后多了一个写入文件的操做。因此咱们在记忆的时候能够这样记忆：加s表示转成字符串(str)，不加s表示转成文件。
3. Python自定义对象与JSON相互转换的时候须要辅助方法来指明属性与键名的对应关系，若是不指定一个方法则会抛出异常！

1. 相信有些看的仔细的同窗会好奇上面猪哥使用json.dumps方法将Python类型转JSON的时候，若是出现中文，则会出现：u6c5fu897fu629au5dde这种东西，这是为何呢？缘由是：Python 3中的json在作dumps操做时，会将中文转换成unicode编码，并以16进制方式存储，而并非UTF-8格式！

4、总结

今天咱们学习了JSON的2种形式，切记JSON还有[...]这种形式的。

学习了JSON的6种数据类型他们分别对于Python中的哪些类型。

了解了JSON的一些使用场景以及实际的例子。

还学习了在Python中如何使用JSON以及须要注意的事项。

结合上期的JSON的诞生与发展介绍，咱们JSON相关的知识基本就介绍的差很少，后面会出一些爬虫实际案例来教你们如何解析返回JSON数据。

一个JSON知识点却分两篇长文（近万字）来说，其重要性不言而喻。由于无论你是作爬虫、仍是作数据分析、web、甚至前端、测试、运维，JSON都是你必需要掌握的一个知识点！